[发明专利]一种高刚性、高韧性、低收缩聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高刚性、高韧性、低收缩聚丙烯复合材料，由下列重量百分比的原料组成：聚丙烯28‑63％；超细无机填料25‑35％；弹性体增韧剂10‑20％；环烯烃共聚物1‑10％；稳定剂0.1‑2％；其它添加剂0‑5％。本发明的优点是：1、利用环烯烃共聚物非结晶、低收缩的特性，在现有低收缩聚丙烯复合材料的基础上进一步降低收缩率。2、利用环烯烃共聚物高刚性、高强度的特性，在现有高刚性、低收缩聚丙烯复合材料的基础上进一步提升材料刚性。3、利用环烯烃共聚物与超细无机粉体、弹性体增韧剂的合理匹配及协同作用，在降低收缩和提升强度的同时，保持足够的流动性和抗冲级性能，提高材料的适用范围。

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯复合材料，具体为一种高刚性、高韧性、低收缩聚丙烯复合材料，以及其制备方法；属于聚合物改性和加工领域。

背景技术

汽车轻量化是近年来行业内最热门的研究方向，除了金属部件外，用于内外饰及部分功能件的塑料零部件进行减重的各种方法和思路也在不断刷新。除了传统的低密度、薄壁化和发泡工艺以外，以塑代钢也是重要的轻量化方案。由于传统通用或工程塑料的机械性能与金属相差较远，必须通过各种改性手段和结构设计来弥补。以车内塑料用量最大的聚丙烯材料来说，除了机械性能的差异外，较大的收缩率以及由此带来的尺寸不稳定性也是替代金属的主要困难之一。

多年来国内外各改性材料厂商为了降低聚丙烯材料的收缩率研究了很多种方法，其中玻纤增强对聚丙烯收缩率的降低帮助最大，大量玻纤增强聚丙烯材料被应用于各类零部件中，但该类材料仍然存在表面外观较差、硬度过高、不易回收等缺点，很多零部件无法使用。另一类应用最为广泛的方案为添加大量滑石粉填料和弹性体增韧剂来降低聚丙烯的收缩率，同时还能达到较高的刚性和韧性，此类材料被大量应用于侧裙板、前格栅、尾门外板等对尺寸稳定性要求较高的大型零部件中。但该类材料性能已经基本达到瓶颈，继续提升性能或降低收缩率已经非常困难。

环烯烃共聚物在这里特指乙烯与双环庚烯等环烯烃共聚所得的非结晶聚合物，具有低收缩、刚强度、高透明性等特点，多用于包装材料中以提升对液体和气体的阻隔性能，也有研究用于提高阻燃性能，或与聚丙烯树脂共混以降低收缩率，但在现有滑石粉/弹性体改性低收缩聚丙烯复合材料基础上继续添加此类组分以进一步提升性能的研究未见报道。

本发明即在现有低收缩、高刚性、高韧性聚丙烯复合材料的成熟技术基础上，利用环烯烃共聚物的特性，进一步提高材料刚性，降低收缩率，同时保持足够的抗冲击性能，产品可用于注塑生产各类对尺寸稳定性要求较高的大型零部件。

发明内容

本发明的目的在于开发一种高刚性、高韧性、低收缩聚丙烯复合材料及其制备方法，用于汽车或其它行业中对尺寸稳定性要求较高的大型零部件的注塑。

本发明的另一个目的是为了提供这种聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高刚性、高韧性、低收缩聚丙烯复合材料，由下列重量百分比的原料组成：

其中，

所述的聚丙烯为熔体流动速率为5-70g/10min的均聚或共聚丙烯，其中共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量为4-10mol％。

所述的超细无机填料为滑石粉、云母、晶须、硅灰石、玻璃纤维中的一种或两种以上的组合物，优选平均直径1um的滑石粉。

所述的弹性体增韧剂为聚丁二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯无规或嵌段共聚物、乙烯-丁烯无规或嵌段共聚物等中的一种或两种以上的组合物,优选乙烯-丁烯嵌段共聚物，熔体流动速率(230℃×2.16kg)为0.5-20g/10min。

所述的环烯烃共聚物中为乙烯与环烯烃的非晶性共聚物，所述的环烯烃为环丙烯、环丁烯、环戊烯、环庚烯、双环庚烯、环己烯中的一种。